epoll机制

——Linux学习笔记

Posted by Samuel on August 4, 2017

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epoll的接口非常简单,一共就三个函数:epoll_createepoll_ctlepoll_wait

创建epoll句柄

函数声明:int epfd = epoll_create(intsize);
该函数生成一个epoll专用的文件描述符。它其实是在内核申请一空间,用来存放你想关注的socket在fd上是否发生以及发生了什么事件。size就是你在这个epoll在fd上能关注的最大socket fd数。随你定好了。只要你有空间。

size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select()中的第一个参数,给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是,当创建好epoll句柄后,它就是会占用一个fd值,在linux下如果查看/proc/进程id/fd/,是能够看到这个fd的,所以在使用完epoll后,必须调用close()关闭,否则可能导致fd被耗尽。

将被监听的描述符添加到epoll句柄或从epoll句柄中删除或者对监听事件进行修改

函数声明:int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)

该函数用于控制某个epoll文件描述符上的事件,可以注册事件,修改事件,删除事件。如果调用成功返回0,不成功返回-1。

参数:

  1. epfd:由epoll_create生成的epoll专用的文件描述符;
  2. op:要进行的操作例如注册事件,可能的取值EPOLL_CTL_ADD注册、EPOLL_CTL_MOD修改、EPOLL_CTL_DEL删除
  3. fd:需要监听的文件描述符;
  4. event:指向epoll_event的指针,告诉内核需要监听声明事件;

struct epoll_event结构如下:

typedef union epoll_data {  
    void *ptr;  
    int fd;  
    __uint32_t u32;  
    __uint64_t u64;  
} epoll_data_t;  
  
struct epoll_event {  
    __uint32_t events; /* Epoll events */  
    epoll_data_t data; /* User data variable */  
};  

events可以是以下几个宏的集合:

EPOLLIN:触发该事件,表示对应的文件描述符上有可读数据。(包括对端SOCKET正常关闭);
EPOLLOUT:触发该事件,表示对应的文件描述符上可以写数据;
EPOLLPRI:表示对应的文件描述符有紧急的数据可读(这里应该表示有带外数据到来);
EPOLLERR:表示对应的文件描述符发生错误;
EPOLLHUP:表示对应的文件描述符被挂断;
EPOLLET:将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式,这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。
EPOLLONESHOT:只监听一次事件,当监听完这次事件之后,如果还需要继续监听这个socket的话,需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里。

如:

struct epoll_event ev; //设置与要处理的事件相关的文件描述符
ev.data.fd=listenfd; //设置要处理的事件类型
ev.events=EPOLLIN|EPOLLET; //注册epoll事件
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,listenfd,&ev);

等待事件触发,当超过timeout还没有事件触发时,就超时

函数声明:int epoll_wait(int epfd,struct epoll_event * events,int maxevents,int timeout)

等待事件的产生,类似于select()调用。参数events用来从内核得到事件的集合,maxevents告之内核这个events有多大(数组成员的个数),这个maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size,参数timeout是超时时间(毫秒,0会立即返回,-1将不确定,也有说法说是永久阻塞)。

该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。 返回的事件集合在events数组中,数组中实际存放的成员个数是函数的返回值。返回0表示已经超时。

参数:

  1. epfd:由epoll_create 生成的epoll专用的文件描述符;
  2. epoll_event:用于回传代处理事件的数组;
  3. maxevents:每次能处理的事件数;
  4. timeout:等待I/O事件发生的超时值(单位我也不太清楚);-1相当于阻塞,0相当于非阻塞。一般用-1即可返回发生事件数。

epoll_wait运行的原理是: 等侍注册在epfd上的socket fd的事件的发生,如果发生则将发生的sokct fd和事件类型放入到events数组中。 并 且将注册在epfd上的socket fd的事件类型给清空,所以如果下一个循环你还要关注这个socket fd的话,则需要用epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,listenfd,&ev)来重新设置socket fd的事件类型。这时不用EPOLL_CTL_ADD,因为socket fd并未清空,只是事件类型清空。这一步非常重要。